基于RFID的室內單標簽定位方法研究.pdf

1、移動設備的普及和網絡通信技術的進步給物聯(lián)網的發(fā)展帶來了必要的硬件和網絡支持，手機、平板電腦、可穿戴設備等的迅速發(fā)展及4G、5G高速通信技術的興起和寬帶提速都激發(fā)了基于位置感知應用的需求，位置感知開始發(fā)揮越來越重要的作用。在室內和室外環(huán)境下，連續(xù)可靠地獲知用戶的位置信息可以很好的提升用戶體驗，這對當前服務至上的社會具有重要意義。室外定位技術和基于位置的服務較為成熟，比如我們常用的導航系統(tǒng)，武器制導系統(tǒng)等。隨著社會智能化趨勢的不斷推進，人們

2、對基于位置信息的應用的需求不斷上升，室內定位將扮演越來越重要的角色，如大型商場或機場里對用戶的室內導航，醫(yī)院對病人和醫(yī)療器械的監(jiān)測以及家里對老人小孩活動的監(jiān)控等等。然而，室外定位雖有成熟的衛(wèi)星定位導航系統(tǒng)，但衛(wèi)星信號很難穿透建筑物，不能應用于室內環(huán)境，且室內定位精度要求在亞米級，而民用的衛(wèi)星定位誤差在10m左右。
　　射頻識別(Radio Frequency Identification RFID)是能夠對目標進行自動識別的一種無

3、線通信技術，具有防水、防磁、非接觸、讀取距離大、使用壽命長、低成本等優(yōu)點，被廣泛應用于物流、零售和門禁系統(tǒng)等領域。隨著射頻識別相關協(xié)議標準的完善和統(tǒng)一，其應用場景將會大大增加，不再局限于當前的物品追蹤、車輛出入控制、動物監(jiān)測等領域。加上國家物聯(lián)網規(guī)劃的正式發(fā)布，使得基于射頻識別的室內定位技術成為業(yè)界研究的熱點。對室內定位系統(tǒng)而言，如何兼顧低成本和高精度是一直難以克服的難題，而射頻識別技術有望解決這一難題，實現(xiàn)低成本高精度的室內實時定位。

4、
　　本文的研究重點聚焦在如何利用射頻識別技術實現(xiàn)低成本和高精度的定位。本文所設計的定位方案利用無源射頻識別標簽和減少射頻設別讀寫器的數(shù)量來降低系統(tǒng)硬件成本，并利用射頻識別的信號傳輸分布特性來估計信號到達角以降低計算成本和減少室內多徑的干擾，再結合傳統(tǒng)雷達系統(tǒng)常用的雙頻比相技術來消除到達相位估算時的相位模糊問題，實現(xiàn)最終定位。本文對射頻識別通信機制和系統(tǒng)模型做了詳細的理論分析，并通過實際搭建實驗平臺驗證了本文所提出的射頻識別信號分

5、布特性。在驗證了該特性的基礎上，本文采用分兩步逐步實現(xiàn)對目標定位的方式：首先根據(jù)射頻識別信號分布特性獲得目標相對于參考點的信號到達角度信息；接著利用信號傳輸過程中的相位變化信息估算出目標和參考點之間的距離并最終計算出目標位置。這種方式的好處在于確定信號到達角后可以將射頻識別讀寫器的天線方向調整至對準目標的方向，從而減少多徑效應的干擾，在不額外增加運算復雜度的情況下提高定位精度。另外，信號的相位信息在傳輸過程中變化較為穩(wěn)定，因而可以比較準